Einer der Gründe, die immer wieder genannt werden, wenn es um die Frage nach den Vorteilen der Blockchain gegenüber anderen Systemen geht, lautet Dezentralität. Die Blockchain (sei es die von Bitcoin, Ethereum oder anderen) sei schließlich dezentral und somit zensurresistent und weniger anfällig gegenüber Störungen, Netzwerkausfällen oder Manipulationen. Was genau aber heißt Dezentralität und worin liegt der Unterschied zu einem zentralen Netzwerk?

Dieser Frage widmen wir uns in dem heutigen Artikel mit dem Titel: Zentrale vs. Dezentrale Netzwerke – Worin liegt der Unterschied?

(Anmerkung: Dieser Artikel ist kein technisch versierter Artikel. Ziel soll es sein, mittels anschaulicher Grafiken und Beispielen für jedermann den Unterschied zwischen zentralen und dezentralen Netzwerken zu verdeutlichen.)

Zentrale Netzwerke und der Single Point of Failure

Ein Netzwerk, in diesem Fall also ein Zusammenschluss aus einzelnen Rechnern, kann zentral oder dezentral organisiert sein. Nehmen wir zur Veranschaulichung das Beispiel „Internet“.

Zunächst einmal ist das Internet ein Musterbeispiel eines dezentralen Netzwerks. Denn die Infrastruktur des Internets ist global verteilt – auf der ganzen Welt gibt es Server und Rechner, die eine gewisse Dienstleistung für „das Internet“ zur Verfügung stellen. Anders formuliert: es gibt eine Vielzahl einzelner Rechner und Netze, die in ihrer Gesamtheit das Internet bilden beziehungsweise aufspannen. So ist es daher auch enorm unwahrscheinlich, dass „das Internet“ zur selben Zeit weltweit ausfällt.

Um zu verdeutlichen, wie sich ein zentrales Netzwerk jetzt verhält, betrachten wir den eben formulierten Satz im Detail: „es gibt eine Vielzahl einzelner Netze, die in ihrer Gesamtheit das Internet bilden.“

Dieser Satz impliziert doch, dass es Knotenpunkte geben muss, an denen diese einzelnen Netze zusammenfinden, um ein gemeinsames Netzwerk aufzuspannen. Denn ohne Verbindung der einzelnen Netze untereinander, würde schließlich kein gemeinsames Netzwerk entstehen. Und genau an diesen Knotenpunkten, lässt sich gut zeigen wie ein zentrales Netzwerk funktioniert und welchen (großen) Schwachpunkt es hat: den Single Point of Failure.

Szenario 1: Ausfall eines Knotenpunkts bei einem zentralen Netzwerk

Nehmen wir das Beispiel Deutschland: Der zentrale Rechner und somit Knotenpunkt, der es uns allen in Deutschland ermöglicht ausländische Services (wie beispielsweise Facebook) zu erreichen – unabhängig von unserem Provider – steht in Frankfurt am Main. Er ist – gemessen am Datendurchsatz – der weltweite größte Knotenpunkt und somit ‚der‘ Austauschpunkt für den Datenverkehr des Internets.

Wenn wir bei der Sprache des vorherigen Absatzes bleiben wollen, lässt es sich so formulieren: Deutschland spannt ein einzelnes, großes Netz auf, welches Teil des Internets ist. Damit das „deutsche Netz“ an das Gesamtnetz angeschlossen wird, benötigt es den Knotenpunkt in Frankfurt. Nehmen wir nun folgendes Szenario an:

Der zentrale Knotenpunkt in Frankfurt am Main fällt aus. Nun stellt sich die Frage: „Welche Auswirkungen hat der Ausfall eines einzelnen Knotenpunkts für das gesamte Netzwerk?“

netzwerk zentral

Das Schaubild in der Mitte zeigt den Ausfall des zentral gesteuerten Rechners (roter Punkt), welcher automatisch zum Gesamtausfall des Datentransfers führt. Auch wenn alle anderen Rechner funktionieren, können Anfragen nicht mehr verarbeitet werden, da der zentrale Knotenpunkt, der alle anderen Rechner zusammenführt und verbindet, nicht mehr funktioniert. Dies zeigt uns, dass ein gezielter Angriff auf ein zentrales Netzwerk weitreichende Folgen für ALLE Parteien hat.

(Anmerkung: In der Realität ist natürlich davon auszugehen, dass der zentrale Knotenpunkt in Frankfurt mehrfach gesichert ist und es Ausweichmöglichkeiten gibt, den Datenverkehr über andere Knotenpunkte zu leiten.)

Szenario 2: der CryptoMonday Server fällt aus

Ein anderes Beispiel wäre unser CryptoMonday Server. Die Organisation ist zentral. Das heißt, dass es einen Server gibt, der für die Verwaltung unserer Inhalte zuständig ist. Ihr als Leser ruft mit eurem Browser (sog. Client) die Inhalte des CryptoMonday Servers ab (klassische Server-Client-Architektur).

Der CryptoMonday Server ist im obigen Beispiel der zentrale Knotenpunkt und jeder Leser ist einer der Knotenpunkte, die Anfragen an den mittleren Punkt schicken. Einfach formuliert: Fällt dieser aus, gibt es keine CryptoMonday News mehr. Und genau dieses Szenario wird als Single Point of Failure beschrieben, denn der Ausfall eines Knotenpunkts führt dazu, dass niemand mehr Zugriff auf den eigentlichen Inhalt hat.


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Wie verhält sich ein dezentrales Netzwerk bei solch einem Szenario?

Im Gegensatz dazu ist das dezentral organisierte Netzwerk nicht auf einen Zentralrechner angewiesen. Nehmen wir wieder das Beispiel Internet:

Ausgehend von einem zentralen Rechner bzw. zentralen Knotenpunkt, wäre „das Internet“ wie im vorherigen Beispiel ersichtlich wurde jetzt nicht zugänglich. Bei unserem dezentralen Netzwerk hat jedoch jeder Knotenpunkt (blauer Punkt) denselben Informationsstand, sodass dieselben Informationen von jedem einzelnen Rechner des Netzwerkes abrufbar sind. Die folgende Grafik dient zur Veranschaulichung:

netzwerk dezentral

Der Unterschied wird jetzt deutlich klar. Unabhängig von der Anzahl ausgefallener Rechner laufen alle anderen Rechner im Netzwerk autark (=eigenständig) weiter. Die Sicherheit und das Fortbestehen des Netzwerkes sind also nicht an einen oder mehrere Rechner gekoppelt.

Darüber hinaus synchronisieren sich ausgefallene Rechner, sobald sie wieder online und somit Teil des Netzwerks sind (dritte Teilgrafik). Ein Ausfall aller Daten, eine Manipulation und sogar ein Hack sind dadurch nicht nur erschwert, sondern nahezu ausgeschlossen.

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[Bildquelle: Shutterstock, eigene Grafik]
Daniel Wenz
Autor
Daniel ist 24, hat einen Bachelor of Science als Wirtschaftsingenieur und ist als Content Creator bei Cryptomonday tätig. Seit 2014 ist er aktiv im Krypto-Sektor unterwegs. Das es dazu kam, hat er einer Vorlesung zu verdanken, in der über das disruptive Potenzial der Blockchain unterrichtet wurde. Seine Interessen umfassen die Technik und das breite Anwendungsgebiet der Technologie – nicht nur für die Wirtschaft, sondern auch für die Gesellschaft. Um den Zugang zu diesen komplexen Themen zu erleichtern, hat er selbst ein kleines Startup gegründet. Er beschäftigt sich mit der Verbreitung von BTC-Automaten in Deutschland und wirkte maßgeblich an Videos und Büchern mit.

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